新研發的多孔碳氣凝膠超低溫電容器可為火星和極地任務提供支持
美國宇航局的”毅力”號火星車最近成功登陸火星,開始了為期兩年的尋找遠古生命跡象和收集樣本的任務。由於火星非常寒冷,夜間溫度可降至零下112華氏度以下,因此需要加熱器來保持漫遊車的電池系統不被凍結。
現在,研究人員在ACS的《Nano Letters》中報導了一種新研發的3D打印多孔碳氣凝膠,可用於超低溫超級電容器的電極,減少了未來太空和極地任務的加熱需求。
Jennifer Lu、Yat Li及其同事希望開發一種可以在極低溫度下運行的儲能係統,而不需要加熱裝置,因為加熱裝置會增加儀器和機械的重量和能量需求。於是,研究人員使用基於纖維素納米晶的墨水3D打印了一種多孔碳氣凝膠,然後將其冷凍乾燥並進一步處理表面。所得材料具有多層次的孔隙,從網格狀結構中的500μm孔隙,到網格中條形的納米大小的孔隙。
這種多尺度的多孔網絡在零下94華氏度的溫度下,通過電極保持了足夠的離子擴散和電荷轉移能力,實現了比之前報導的低溫超級電容器更高的儲能電容。該團隊將與美國宇航局科學家合作,進一步鑑定該器件的低溫性能。